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61个小麦后备品种对白粉病的抗性分析及抗病基因推导

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植物保护学报 2019年第5期46卷 1086-1099页

作者：史文琦龚双军曾凡松向礼波杨立军喻大昭湖北省农业科学院植保土肥研究所农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室

为明确中国61个小麦后备品种对白粉病的抗性水平及其抗病基因,将2016年从黄淮海冬麦区、长江中下游冬麦区及东北春麦区的9个市采集分离的269株单孢子堆白粉病菌,分别接种于61个小麦后备品种进行抗性测定;用NTSYSpc 2.10e软件对供试品种... 详细信息

为明确中国61个小麦后备品种对白粉病的抗性水平及其抗病基因,将2016年从黄淮海冬麦区、长江中下游冬麦区及东北春麦区的9个市采集分离的269株单孢子堆白粉病菌,分别接种于61个小麦后备品种进行抗性测定;用NTSYSpc 2.10e软件对供试品种表型数据进行聚类分析;用35株鉴别菌株对29个含已知抗白粉病基因小麦材料和61个小麦后备品种进行鉴别,比较其抗谱并推导61个小麦后备品种所含抗白粉病基因。结果显示,61个小麦后备品种间的抗谱存在明显差异,国豪麦5号和7号、BL5008、绵麦系列、黔麦系列、楚麦16号、内麦101和366等18个品种抗谱较宽,抗性频率均大于97.0%;泰科麦5303、邯11-5272和临Y8222等10个品种的抗性频率在42.0%~56.1%之间;郑麦0943等33个品种的抗性频率小于37.9%。聚类分析可将61个小麦后备品种分成5大类,第I类有11个品种,其中8个品种的抗性频率在42.0%~56.1%之间;第II类和第III类共30个品种,抗性频率均小于32.7%;第IV类有2个品种,抗性频率分别为53.5%和53.2%,第V类有18个品种,抗性频率均大于97.0%;聚类显示来自于同一地区且抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。本研究推导出21个小麦后备品种含抗病Pm基因,其中,邯11-5272含有Pm30,安科1503含有Pm2、Pm5a、Pm6、Pm19和Pm30,临Y8222含有Pm5a、Pm6、Pm19和Pm30,云154-15含有Pm5a、Pm6、Pm7、Pm19和Pm2+ta,泰科麦5303等6个品种含有Pm2和Pm30,华麦7号等5个品种含有Pm5a、Pm6和Pm19,扬麦24号等6个品种含有Pm5a、Pm6、Pm19和Pm2+ta。研究表明,54.1%的小麦后备品种对白粉病菌群的抗性频率小于37.9%,存在适宜条件下小麦白粉病暴发流行的风险,因此这些小麦后备品种推广种植时需加强病害预警和监测。

关键词：小麦白粉病抗性频率抗病基因基因推导

钙粘蛋白氨基酸点突变介导红铃虫对Cry1Ac的抗性

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植物保护学报 2021年第5期48卷 1054-1061页

作者：武怀恒王玲许冬丛胜波王金涛李文静杨妮娜尹海辰万鹏湖北省农业科学院植保土肥研究所农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室武汉430064

为明确室内筛选的红铃虫Pectinophora gossypiella抗性品系AQ-R对Cry1Ac的抗性机制,采用室内生物测定法明确该品系对Cry1Ac和Cry2Ab的敏感性,通过遗传杂交和基因克隆分析抗性基因的显隐性及突变位点,并进行细胞学试验分析突变蛋白的亚... 详细信息

为明确室内筛选的红铃虫Pectinophora gossypiella抗性品系AQ-R对Cry1Ac的抗性机制,采用室内生物测定法明确该品系对Cry1Ac和Cry2Ab的敏感性,通过遗传杂交和基因克隆分析抗性基因的显隐性及突变位点,并进行细胞学试验分析突变蛋白的亚细胞定位。结果显示:红铃虫AQR抗性品系对Cry1Ac的抗性倍数为181.67倍,对Cry2Ab没有交互抗性;该品系携带了一种新型的隐性钙粘蛋白抗性等位基因PgCad1,其编码蛋白的钙粘蛋白重复区、前蛋白区和近膜区共发生了17个氨基酸替换。表达野生型PgCad1-s基因的Hi5细胞对Cry1Ac敏感,且钙粘蛋白定位于细胞膜;而表达抗性PgCad1-r基因的Hi5细胞则对Cry1Ac不敏感,且钙粘蛋白错误定位到内质网。表明钙粘蛋白氨基酸点突变能导致其定位错误,从而促成红铃虫AQ-R品系对Cry1Ac产生抗性。

关键词：红铃虫钙粘蛋白 Bt蛋白抗性机制

小麦白粉菌喷雾接种方法建立及其在生物测定上的应用

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植物保护学报 2020年第3期47卷 683-684页

作者：史文琦刘美玲陈婷婷薛敏峰龚双军杨立军湖北省农业科学院植保土肥研究所农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室武汉430064

目前,黄瓜、南瓜、西瓜、葫芦、辣椒、番茄、草莓、葡萄、苹果、甜瓜、橡胶和烟草上的白粉菌可采用分生孢子水悬浮液喷雾法和抖落法进行接种(Sivapalan,1993);而小麦、大麦、月季、豌豆和苜蓿上的白粉菌只能采用抖落法接种(刘爱媛,2002... 详细信息

目前,黄瓜、南瓜、西瓜、葫芦、辣椒、番茄、草莓、葡萄、苹果、甜瓜、橡胶和烟草上的白粉菌可采用分生孢子水悬浮液喷雾法和抖落法进行接种(Sivapalan,1993);而小麦、大麦、月季、豌豆和苜蓿上的白粉菌只能采用抖落法接种(刘爱媛,2002;纪程等,2013)。但抖落法在接种前难以定量;且存在操作误差,接种差异大,试验重复性差。针对小麦白粉菌接种方法在药剂生物测定中存在的问题,本研究拟建立一种稳定且可重复的小麦白粉菌喷雾接种方法,以期为小麦室内苗期抗性鉴定、白粉菌-寄主互作表型精准鉴定提供技术支撑。

关键词：生物测定白粉菌接种方法喷雾法爱媛分生孢子操作误差水悬浮液

68个主推小麦品种的白粉病抗性分析及基因推导

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中国农业科学 2013年第16期46卷 3354-3368页

作者：杨立军曾凡松龚双军史文琦张学江汪华向礼波喻大昭湖北省农业科学院植保土肥研究所/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室/农业部华中农作物有害生物综合治理区域重点实验室

【目的】对中国68个主推小麦品种进行抗白粉病分析和基因推导,为白粉病流行预警和防治提供依据。【方法】2011年春季在西南、西北、长江中下游、华北、黄淮和新疆麦区等12个省(自治区)采集1 094个单孢子堆白粉病菌株,并用每个菌株分别接... 详细信息

【目的】对中国68个主推小麦品种进行抗白粉病分析和基因推导,为白粉病流行预警和防治提供依据。【方法】2011年春季在西南、西北、长江中下游、华北、黄淮和新疆麦区等12个省(自治区)采集1 094个单孢子堆白粉病菌株,并用每个菌株分别接种68个品种离体叶段进行抗感性测定;应用NTSYSpc2.10e软件对表型抗感性数据进行UPGAMA(unweighted pair group arithmetic mean analysis)聚类分析;用实验室长期收集保存的31个毒谱不同的菌株作为鉴别菌株对30个含已知抗白粉病基因材料和68个主推品种的离体叶段进行接种,比较68个品种和单基因材料对31个鉴别菌株的抗性谱,从而推导68个主推品种所含的抗白粉病基因。【结果】抗性测定结果表明,品种间抗谱存在明显差异。内麦8号、内麦9号和绵麦37抗谱宽,对各省菌群的抗性频率均大于99%;济麦22、扬麦11、扬麦12、扬麦13和轮选987等5个品种抗性频率在70%—90%;有54个品种的抗性频率小于40%,占供试品种总数的79.4%,表明大部分主推品种的抗性已被克服。某品种对该品种推广种植区域菌群的抗性频率低于对其它非种植区域菌群的抗性频率。聚类分析可将68个品种分成4大类,第I类包括6个品种,其中5个品种抗性频率在40%—70%;第II类包括7个品种,抗性频率均大于70%;第III类包括54个品种,抗性频率均小于40%;第IV类包括1个品种,抗性频率为46.1%;聚类显示来自于同一省的品种、抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。基因推导表明,内麦8号、内麦9号含有Pm21,偃展4110、新麦208和扬麦11均含有Pm4b;济麦22含有Pm2+ta;其余品种含有其它未知抗白粉病因子。【结论】当前中国主推小麦品种中近80%的品种对全国白粉病菌群的抗性频率不高,特别是就单个品种而言,对该品种种植区的白粉菌群抗性频率更低,存在小麦白粉病在条件适合时暴发流行的风险,必须加强病害预警。同省品种的抗性频率聚类大多聚到同一组,说明同省品种的抗源异质性不高,中国小麦白粉病育种应该引进更丰富抗源。

关键词：小麦白粉病主推品种抗性频率抗性基因

稗草生防真菌稗属炭疽菌(Colletotrichum echinochloae) B-48的生物学特性及基因组测序分析

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微生物学通报 2024年

作者：顾琼楠褚世海沈静黄启超李林陈安安李儒海湖北省农业科学院植保土肥研究所/农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室

【背景】稗草生防真菌稗属炭疽菌（Colletotrichum echinochloae）B-48菌株是从水稻田自然发病的稗草上分离鉴定得到的，前期研究发现该菌株对稗草具有良好的生防效果，对主要作物如水稻、小麦、玉米等具有良好的安全性。【目的】研究... 详细信息

【背景】稗草生防真菌稗属炭疽菌（Colletotrichum echinochloae）B-48菌株是从水稻田自然发病的稗草上分离鉴定得到的，前期研究发现该菌株对稗草具有良好的生防效果，对主要作物如水稻、小麦、玉米等具有良好的安全性。【目的】研究稗草生防真菌B-48菌株的最佳生长和产孢的培养基、生长温度、pH、光照条件、碳氮源等生物学特性，以便优化该菌株的培养和应用条件。解析该生防菌株的基因组序列信息，挖掘其次级代谢产物基因资源，为深入研究该菌株的除草活性天然产物及生物合成机制奠定基础。【方法】对稗草生防真菌B-48菌株的生长最适培养基、温度、pH、光照、最适生长碳氮源、致死温度等生物学特性进行研究。利用Nanopore及Illumina测序平台对稗草病原真菌B-48菌株进行全基因组测序，采用相关软件进行菌株基因组序列拼接、基因组结构预测，以及基因组功能注释、并预测其次级代谢产物合成基因簇。【结果】稗草生防真菌B-48菌株在PSA培养基上生长产孢良好，最适生长温度为30 ℃，最适生长pH为7.0，最适光照条件为持续光照，最适碳氮源分别为淀粉、酵母浸膏，致死条件为55 ℃、10 min。全基因组序列结果显示该菌株基因组大小62.25 Mbp，GC含量46.59%，预测到蛋白质编码基因11 324个，预测到次级代谢产物生物合成基因簇76个。【结论】稗属炭疽菌B-48菌株具有开发为稗草生物除草剂的潜力，其次级代谢产物生物合成基因簇预示着其具有合成除草活性天然产物的潜力。以上结果为该菌后续发酵培养、次级代谢生物合成研究及实际应用奠定了理论基础。

关键词：稗属炭疽菌微生物除草剂生物学特性基因组测序分析次级代谢产物

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禾谷类白粉菌无毒基因研究进展

植物保护 2018年第5期44卷 26-29,60页

作者：喻大昭曾凡松农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064

基因对基因假说阐明了病原菌无毒基因(avirulence gene,Avr gene)与寄主植物抗性基因(resistance gene,Rgene)相互识别和互作的关系。禾谷类白粉菌无毒基因产物作为重要的激发子,能够与其寄主R基因产物发生特异性互作,诱导植物细胞防卫... 详细信息

基因对基因假说阐明了病原菌无毒基因(avirulence gene,Avr gene)与寄主植物抗性基因(resistance gene,Rgene)相互识别和互作的关系。禾谷类白粉菌无毒基因产物作为重要的激发子,能够与其寄主R基因产物发生特异性互作,诱导植物细胞防卫反应。为了更加深入地了解这些无毒基因的作用,作者总结了最近关于AVRa1、AVRa10、AVRa13、AVRk1、AvrPm2和AvrPm3a2/f2等已克隆无毒基因的研究进展,讨论了它们作为效应蛋白(effector)或激发子的双重功能,在毒性菌株中的变异规律,与其对应R基因之间的互作模型,以及与转座子等重复序列之间的关联等。本文还对无毒基因研究方法的改进和未来的研究方向提出了建议。

关键词：无毒基因禾谷类白粉菌

25种中草药提取物对棉花黄萎病菌的抑制作用

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植物保护 2019年第2期45卷 234-237,246页

作者：金利容尹海辰万鹏黄薇许冬杨妮娜农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064

以棉花黄萎病菌Verticillium dahliae为供试菌种,采用菌丝生长速率法测定了25种中草药乙醇提取物的抑菌作用。结果表明,25种中草药乙醇提取物中,花椒、黄柏和木香的抑菌作用最好,抑制率分别为59.30%、48.29%和45.54%。同时,这3种中草药... 详细信息

以棉花黄萎病菌Verticillium dahliae为供试菌种,采用菌丝生长速率法测定了25种中草药乙醇提取物的抑菌作用。结果表明,25种中草药乙醇提取物中,花椒、黄柏和木香的抑菌作用最好,抑制率分别为59.30%、48.29%和45.54%。同时,这3种中草药的乙醇提取物抑菌活性均显著高于石油醚提取物的抑菌活性。在室内毒力测定中,花椒、黄柏和木香的乙醇提取物对供试菌株的EC_(50)分别为3.74,13.98和17.02 mg/mL。

关键词：中草药提取物棉花棉花黄萎病菌抑制作用

黄秋葵田主要害虫、天敌种群动态及时间生态位分析

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中国生物防治学报 2022年第3期38卷 753-759页

作者：丛胜波许冬杨妮娜王玲王金涛刘卫国杨甜甜万鹏农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064 湖北省植保总站武汉430070

为了解黄秋葵田害虫和天敌的种类及种群动态变化情况,分析主要害虫和天敌间的生态调控机制,为黄秋葵田害虫的生物防控提供科学依据。通过目测法和5点取样法调查记录黄秋葵田害虫、天敌种类和数量,并对害虫和天敌间的生态位进行分析。结... 详细信息

为了解黄秋葵田害虫和天敌的种类及种群动态变化情况,分析主要害虫和天敌间的生态调控机制,为黄秋葵田害虫的生物防控提供科学依据。通过目测法和5点取样法调查记录黄秋葵田害虫、天敌种类和数量,并对害虫和天敌间的生态位进行分析。结果表明,黄秋葵田内共发现6目13科21种昆虫,害虫优势种分别为棉蚜和棉大卷叶螟,两者在田间均呈聚集分布。天敌优势种分别为龟纹瓢虫、异色瓢虫、三突花蛛、草间小黑蛛、卷叶螟绒茧蜂、卷叶螟姬小蜂。其中蚜虫生态位宽度值最小,田间发生时间比较集中,主要在6月。棉大卷叶螟生态位宽度值最大,田间发生时间比较长,主要在7—9月。蚜虫与瓢虫的时间生态位重叠值为0.8593,瓢虫对蚜虫有明显的跟随效应,是蚜虫的优势性天敌。棉大卷叶螟与蜘蛛、卷叶螟绒茧蜂、卷叶螟姬小蜂的时间生态位重叠值分别为0.7220、0.7175、0.6797,这三类天敌对棉大卷叶螟有明显的跟随效应,对其种群具有协同控制效果,是控制棉大卷叶螟的三种优势天敌。以上结果表明,天敌对害虫在时间生态位上有一定的同步性,在田间管理时应加强对这些天敌的保护和利用,以增强天敌的自然控害功能。

关键词：黄秋葵害虫天敌种群动态生态位

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江汉平原典型种植模式稻田土壤中农药残留特征

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植物保护 2024年第4期50卷 295-301页

作者：常向前张舒刘冬碧赵越王佐乾杨小林夏颖吕亮湖北省农业科学院植保土肥研究所农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室武汉430064

在江汉平原中稻-油菜/小麦轮作田、一季中稻田及再生稻田3种种植模式稻田采集土壤样品86个。调查了土壤样品中滴滴涕(DDTs,包括o,p′-DDT、p,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD)、六六六(HCHs,包括α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH)、甲胺... 详细信息

在江汉平原中稻-油菜/小麦轮作田、一季中稻田及再生稻田3种种植模式稻田采集土壤样品86个。调查了土壤样品中滴滴涕(DDTs,包括o,p′-DDT、p,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD)、六六六(HCHs,包括α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH)、甲胺磷、甲基对硫磷、氧乐果、乐果、敌敌畏、乙酰甲胺磷、毒死蜱、氯虫苯甲酰胺、吡蚜酮、吡虫啉、啶虫脒、三环唑、戊唑醇、氰氟草酯、二氯喹啉酸、乙草胺及异丙甲草胺等25种农药及其代谢产物的残留。结果表明,检出率最高的3种农药为当前常用杀虫剂氯虫苯甲酰胺(87.21%),杀菌剂三环唑(91.86%)及戊唑醇(72.09%),其残留均值分别为0.0397、0.0734 mg/kg及0.0276 mg/kg;已经禁用的有机氯农药滴滴涕(o,p′-DDT、p,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD)仍能检出,检出率为36.05%~66.28%。3种模式田块中检出的滴滴涕主要来源于历史上滴滴涕的使用。杀虫剂吡蚜酮及杀菌剂三环唑在再生稻田的残留量均值显著高于中稻-油菜/小麦轮作田及一季中稻田;但其他农药在不同种植模式稻田中的残留没有显著差异。本研究为江汉平原农药残留的治理及农药的合理使用提供了参考信息。

关键词：江汉平原中稻-油菜/小麦轮作一季中稻再生稻稻田农药残留

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